Зонд для измерения параметров электронных пучков электроннолучевых приборов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51.)М. Кл.2 Н 01 У 23/16 Н 01 Х 25/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий, 6 (088. 8) Опубликовано 25.1079. Бюллетень М 39 Дата опубликования описания 28,10.79(54) ЗОНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ПУЧКОВ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВЫХ ПРИБОРОВИзобретение относится к электронике, в частности, к устройствам, служащим для измерения параметров электронных пучков в СВЧ-приборах О- и М- типа и позволяющим определять распределение плотности тока по поперечному сечению, размеры и другие характеристики пучка электронов в различных точках по длине прибора.Известно эондовое устройство для измерения структуры электронных пучков (1) . Данное устройство позволяет проводить качественные измерения углов 15 наклона электронных траекторий на основе использования разрезного коллектора. Однако этой информации недостаточно для решения различных задач при конструировании СВЧ-приборов, Кроме того, необходима также информация о продольных, поперечных и аэимутальных составляющих скорости электронов в различных точках по длине и сечению пучка.Наиболее близким к предлагаемому является зонд для измерения параметров электронных пучков электровакуумных приборов, содержащий корпус, диафрагму с отверстием, анализирующую сетку и коллектор электронов, позволяющий проводить измеренис. распределения плотности тока и размеров электронного пучка, а также распределение электронов по продольным скоростям в различных точках электронного пучка 2).Недостаток данного устройства заключается в невозможности измерений одновременно всех составляющих скорости электронов, что является чрезвычайно важной задачей при разработке приборов с длительным взаимодействием. Цель изобретения - одновременное измерение плотности электронов и Функции распределения электронов по радиальной, продольной и азимутальной составляющим скорости электронов в различных точках по длине и сечению прибора.С этой целью коллектор выполнен, по крайней мере, из пяти изолированных сегментов, число отверстий анализирующей сетки равно числу сегментов коллектора, причем каждый сегмент расположен за соответствующим отверстием сетки,.а прозрачность сетки удовлетворяет условию 50Я10, где Б - прозрачность сетки,гу ) 17Е р)Т. ".нен ус В ус:ройстве козсзуек"ораэк:, -)г) нов из набора сетме нтов по:)узтуяет Оноетелять ток каждой секции.С.г)1 МЕНтну КОЛЛЕКТОРа РаСПОЛОЖЕНЫ Заг)Г т Ветс В/юЩими ОтвеЕЗО тилми, ЕЛ наливэТЕ)уюЛая с(утка представляет собойдиафрагму с набором малых отверстий,расположенных по определенному за"кг:ну. Это дает возможность определять1)а ПТТТТ дСТИС Ч Л ТИ Э ПЕКРО 11 ОГО 1" УТТ. а;Р)ЛЕТШ Й ту сРЕ 3 1) НОВ НсТЮ т",ИафРд ГТУ1Тт ЕЕ ( ТяЕНИЕ ОТНОС 1 ЗТЕТЬНО ОСИ 30.Да гд также радуальное и азимутальноес)101 ценпе элек роноь.ак 1(ак анализирующая сетка Лдиафрагхуа с набор;)мотверстий) изолирована от корпуса зон.Дд. Г ТО Мо)1(ЬО ИЗМЕ ЯТЬ Сс 1 ОТЕНТ;и аЛ Исоздаузат . гороэящее поле в громэж 5)ткс ос 10 яная диафоагма - анализирую -1 Лса, СЕтка -, ЧтО И ЕТОЗГЗОЛЯЕ:. ОПРЕДЗЛЯТ)П 01 ОЗЬ и у 10 С 0 Г Т 3 Ь Л ЯЮТ 1 у , С с. 0 рОГ Т Иэз(.ктронов, а с учетом Рд иалИОГО и,З)азимутального смещения электронов,определять также ратиальную и азимута)уь 15 ус скорости электронов,Консрукция предлагаемс)го эондового устройства поясняется чертежом, с 5ЗОцояое у(и=рой( тво ГОГтэит изКорпус д. 1 г Диаф)раГЬ 1 С Мд)ТПсс ОТВЕРСТИем 2 г анализирующей сетки 3 сегментированного коглекторд. электронов 4 иизолятора ), Отверстия в аналиэирло- злщей сетке делают меньшего размера,чем попГречный раз лсзр Одного сегме 1 та коллектора и располагают на равном расстогНии дгуг от друга в узлахКВаДРВТНОЙ СЕТКИ . Й Н ал 1 311 РУ гзЩ а 1 - Е Т К а 3:Зрасположена на расстоянии несколькихмиллиметр)В От ОснОвной диафРаГмы д.кОллектОр - В непосрсДственной бяи -ЗОсти От дОполнительнОЙ диафраГмз 1,О еГме н ты КО)1 ле и тоод и 3 ОлиРОВ аны меж- тгду собой и имеют вывод на устоойстводзуя индикации тока, у.ЕЛЯ т.роведенияизмерений по длине и сечению гриборапоперечные размеры зонда должны бытьдостатосуно магм. Ограничения на уроз -Одт)НО,)тт. СетКТН НеОбхОдлми,пля ТОГОчтОбы электроны иэ сосеДНВГО 0" Верстиян(1 попадали на данный сегмент колзуектора Количество сегментов коллектора определяет разрешающую способ 1(зстсь УстРойства; чем больше их темвыше разрешающая способиость зонда.Количество секций коллектОра долн(нобыть не менее пяти, поскольку необходимо измерять положительныег нулевые и отрицательные углы наклона,. 55причем углы наклона суцествуют кдкпо вертикальной, так и по горизонтезльной оси,Рс)ботает зонд следующим Оооаээм,.ЧаСТ.: ЭЛЕКТРОННОГО ПуЧКа П)РОХЭДИТ тгОотверстие диафрагмы и двигаетсяДаЛЬШЕ В СООтВЕтетВИИ С ТЕМИ РаДИалЬными и взимутальньт)уи скоростями, которые были на входе В измерительноеустройства Так как электроны в пуч- я к(: 1;м(3р з)1 И Н;.;: с Ед 11(азу ьНО. И с 1 ЗИ.У т.г; В Яс"ескороГти - )з(.кт)0)1 Тзв .0;ро-сходи .аттивапсЕ Т).уГ 1ЛИ ггсту г гу- ЩЕС 1 В усТ Пр(11111 ТЕэ. Э 3 Н сИй 5)З Н а к 10" иа т"оаектоЕ.НТ - о 1510: - ; :нде сме - Щав"СЯ ОТ.ОС;ТЕЯТЬс Т;С, . г -;г - ,Ь Э з О; О пусука г.сгсаЗ)1)(1)з яотсО.)с 3; - . анагЕзи - оую;ей се -,1( и тя тд г-г- Г"1=;ты кг)лл ект ОЕза а Д;Г)УГи У а.Ь СС: с.,". Нд. .,-":Кс: Ма- лой Рс) 3)э"ууО " -у "- 1 е-" 10-ждоЙ (.екТи. 1(оз зт;.( -Ора, 1,ожнс по,;5 - чить распЕ)елелеиг: пло 1 ос- и эз;.:(т - РЦОВ -0 Т- Ес, 1 ТТЯ Т(З Та 1 Т-РдСЛ Рг Г "Остии- ТЕ)Ту ОС.ОВ 1 Г)й И дополни тель ТТСТЙ диафрагмами с ос тавля " "ЗОгоЛнна а гу-Гт 0 Гз гэром- "Я"ЛЕПОВВ ГЕЗТ 1С;)ПРГЗЕ,ТЯ; )Зок Ка,)(- дой г:екции кс)ллек уорд а также про- ДО,ГП НУК) 01(0;) О(11 Ь Г: ТОЖНТЗ Н ай.И Р Э.Г 1 И- ;.-Т,;.1-,)Ю И Л сгТСУтд ГТ,ТС 1) Г. ;Э;)О - -:, )ТЯ эти; эз Тот( )лэгВОВеЕ;ул о, л".О "о из зонлов геонет)ричес - кГ Оа 11)ЗОС -)Л 1 От "1 == О р с ММТЕ ) 1 иа 3 ВоТд ющ;Ля с нос об н ос т ь- Е; О.1 д пс,)злу повооотаТуаЗТ-" ТОГб-" а = с В /"г ОВ наклонд электронньп(:.РаоктОЕ)яй ъТОТ;ги ИЗМЕР; 1 ус я П( СЕЧЕН;уг например, пги иэмв рениях в ц:итре пуч - Кд ГРИ тУЛЕВЫХ /ГЗтдк усаК,ГТОНа ИЗМЕРИТЬ с ГОЛ ПОБОТ)ота ПРа 1 сти"ЕСКИ НЕВОЗМОЖНО: У ГЗти У), Ь НдиОна ЭЛЕКТ;,Зон)уьх ТсаЕК 0 рий отличны от ну; я или зонд смещен от сг и п 5)ч а . г31 еЕ)ен 1 1 Ровоцитьможн=:гЕэмеЕзив ток ка)".дой секции коллекТОРа могжно пол 5)чить инфоомдЦию 0 пРс им 5)ест 1 ень;.1 У глд х нак.лОна элект РОнЭЛЕК " РОТТНПУЧ":(с)ЕЕ)Е(ЕЩан ИЗМЕ рительное у гройс;го по д:(не к попгереч 10 м 5 г сесуению пучка, можно получить необходимую информацию в каждой точке пгриборд.Кроме того, ес;и и змерять токвсех секпий коллектора одновремснно, то пгзедз 0)- ннь)м устройс гадом можно пользоваться для и змерения плотности тока по сечению пучка с учетом поозрачности сетки.,Еля определения радиальных и азимутальных скоростей электронов необходимо измерить продольную скорость гЗ , ДЛЯ ЭТОГО На СЕТКУ ПОДаЕТСЯ ТОРМОЗЯщий ПОтЕНЦИаЛ,И г;О КРИВОЙ тОРМО- жения находится распоеделеняе элект- РОКОВ ПО ЭНЕРГИЯМ, ОЛЕД)ЕТ ОТМЕТИТЬТ что при подале тОрмсзящегс петену,нала мОжно Значчтсль 10 в ) вРаз) УвелиЧИТЬ разрЕ 11 ВЮ 11 уЮ СПГгсбНОСТЬ усттуОЙСТ09347 Составитель В. Клевцовексеенко Техред С, 4 игай Корректор М, Пс-о дактор Л 309/23ЦНИИП И Г ос Удпо делам и1)3035, Москва Тираж 923 Подпис ноерственного комитета СССРбретений и открытийЖ, Раушская наб, д. 4/5 Зак а Филиал ППППатент ,- г: Ужгсрс , ул, Проектная, 4 ва по углу поворота, а следовательно,по азимутальной составляющей скорости электронов,Данное устройство позволяет измерять продольные, радиальные и азимутальные скорости электронов и углыповорота электронных пучков как навходе в пространство взаимодействияи коллекторную область, так и по длине прибора, что существенно облегчает конструирование формирующих и коллекторных систем. Особенно важна этаинформация при расчете коллекторныхсистем с рекуперацией, так как в этомслучае для расчета оптимального коллектора необходимы экспериментальныеданные о структуре пучка на входе вколлектор. Измерение углов поворотаэлектронных пучков имеет также важное значение для разработки приборовтипа МЦР.Таким образом, применение данного устройства позволит значительноуменьшить токооседание на замедляющую систему и, следовательно, увелчить надежность и срок службы прибора,а также дает возможность получать максимальные значения техническогоКПД прибора за счет применения оптимального коллектора-рекуператора.Формула изобретенияЗонд для измерения параметровэлектронных пучков электроннолучевых приборов, содержащий корпус, диафр,.му с отверстием, анализирующую сеткуи коллектор электронов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью одновременного измерения плотности электронов и функции распределения электроков по радиальной, продольной и азиму альной составляющим скорости в раз-.личных точках по длине и сечению прибора, коллектор выполнен по крайнеймере, иэ пяти изолированных сегментов, число отверстий анализирующейсетки равно числу сегментов коллектора,причем каждый сегмент расположен засоответствующим отверстием сетки,а прозрачность сетки удовлетворяетусловию 50Я 1 10, где Я - прозрачность сетки. Источники инфо)мациипринятые во внимание при экспертизе 1, Фрост Р. Ц. н др, Электронныепрожекторы для получения сплошныхпучков с вь.соням первеансо . и большойсходимостью Трупы института радиоинженеров, 19 о 2, т, 50, Р 8, с. 1840,2, Калинин 0, А. Экспериментальноеисследование электронного пучка вЛОВО,. Лекции по электронике СВЧ, ку 1,Саратов, СГУ,. 1972, с, 208 (прототип) .